降低车辆热交换器冻结的可能性的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及降低车辆热交换器冻结的可能性的方法和系统。对于在一个行驶周期内经历繁多工况的车辆来说，该方法和系统可能特别有用。
【背景技术】
[0002]客运车辆可以包括用于冷却和/或加热车辆的车厢的热泵。热泵可以包括外部热交换器，该外部加热器在乘客车厢加热期间作为蒸发器并且在乘客车厢冷却期间作为冷凝器。但是，在乘客车厢加热期间，蒸发器翼片可能经历冻结或结冰。如果翼片冻结并且冰形成在翼片上，热泵加热效率可能降低。因此，期望确定蒸发器翼片是否可能正在冻结。但是，在不同的工况期间蒸发器翼片可能有差别地冻结。例如，在一种工况期间，蒸发器翼片可能响应于第一状况开始冻结，而在第二工况期间，翼片可能响应于第二状况开始冻结。因此，确定蒸发器翼片何时将会开始冻结以便可以采取缓解动作可能是一项挑战。
【发明内容】
[0003]本发明的发明人已经认识到操作蒸发器的上述缺点，并且已开发了一种操作车辆气候控制系统的方法，所述方法包括:响应于格栅百叶窗的位置，调节温度阈值；响应于格栅百叶窗的位置，判断蒸发器翼片是否被预期冻结；和执行降低蒸发器翼片冻结的可能性的动作。
[0004]通过响应于蒸发器翼片温度和随着车辆工况变化的温度阈值的比较，执行动作，提供降低蒸发器翼片冻结的可能性的技术效果是可能的。该动作可以包括调节格栅百叶窗的位置、调节膨胀阀的状态、进入不同的热泵操作模式或其他缓解动作。以这种方式，不同的车辆状况可以合并到一种确定蒸发器翼片冻结的可能性的方式，以便可以避免蒸发器翼片冻结。
[0005]在另一个实施例中，提供了操作车辆气候控制系统的方法。该方法包括:响应于格栅百叶窗的位置和车辆速度，调节温度阈值；响应于格栅百叶窗的位置和车辆速度，判断蒸发器翼片是否被预期冻结；和执行降低蒸发器翼片冻结的可能性的动作。
[0006]在另一个实施例中，该动作是调节一个或多个阀的状态以改变热泵操作模式。
[0007]在另一个实施例中，热泵操作模式被改变成除冰模式。
[0008]在另一个实施例中，该动作是减少格栅百叶窗的打开量。
[0009]在另一个实施例中，该动作是调节膨胀阀的位置。
[0010]在另一个实施例中，提供了车辆系统。该车辆系统包括:蒸发器，蒸发器包括蒸发器翼片；与蒸发器流体连通的压缩机；与蒸发器和压缩机流体连通的冷凝器；和控制器，控制器包括存储在非暂时性存储器中的用于基于格栅百叶窗位置而调节温度阈值的可执行指令和用于执行降低蒸发器翼片冻结的可能性的动作的指令。
[0011]在另一个实施例中，该车辆系统进一步包括格栅百叶窗和响应于蒸发器翼片温度小于温度阈值而关闭格栅百叶窗的附加指令。
[0012]在另一个实施例中，该车辆系统进一步包括响应于蒸发器翼片温度在阈值温度的预定温度内并且蒸发器翼片的温度的变化速率超过阈值变化速率而执行动作的附加指令。
[0013]在另一个实施例中，该车辆系统包括响应于环境温度而调节温度阈值的附加指令。
[0014]在另一个实施例中，该车辆系统进一步包括响应于蒸发器翼片温度和温度阈值的比较而调节格栅百叶窗位置的附加指令。
[0015]在另一个实施例中，该车辆系统进一步包括调节膨胀阀的操作状态的附加指令，所述膨胀阀与蒸发器流体连通。
[0016]本发明可以提供许多优势。具体地，在一些工况期间，该方法可以提高热泵效率。而且，该方法可以降低蒸发器翼片冻结的可能性。另外，该方法可以提高车辆的乘客车厢内的乘客舒适度。
[0017]当单独或结合附图时，本发明上述优点和其他优点以及特征将会从下文的【具体实施方式】中显而易见。
[0018]应该理解，以上的
【发明内容】
被提供用于以简洁的形式引入在【具体实施方式】中进一步描述的部分概念。这并不意味着确定了要求保护的主题的关键和必要特征，要求保护的主题的范围由权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述提到的或在本发明中任何部分中的缺点的实施方式。
【附图说明】
[0019]通过在单独或参考附图时阅读在本文中称为【具体实施方式】的实施例的示例，将会完全理解本文描述的优势，其中:
[0020]图1是车辆示意图；
[0021]图2示出了以加热模式操作的车辆气候控制系统的示例；
[0022]图3示出了车辆气候控制系统操作顺序的示例；和
[0023]图4示出了操作车辆气候控制系统的方法。
【具体实施方式】
[0024]本发明涉及降低外部蒸发器冻结的可能性。外部蒸发器可以被包含在电动车辆、混合动力车辆或仅由内燃发动机推进的车辆中。在一个示例中，车辆可以包括图1和2中所示的系统。这些系统可以根据图4的方法以图3的操作顺序执行。该车辆可以是如图1所示的客运车辆或商务车(未示出)。
[0025]参考图1，示出了包括发动机12、电机14和电能存储设备11的车辆10。在一个示例中，车辆可以仅经由发动机12、仅经由电机14或者通过发动机12和电机14两者推进。电机14可以经由电能存储设备11提供电力。电能存储设备11可以经由车辆的动能或经由给电机14提供动力的发动机12再充电。电机14可以把车辆的动能或发动机扭矩转换成存储在电能存储设备11中的电能。电能存储设备11也可以经由家庭充电系统或远程充电系统(例如充电站)从固定的电网再充电。在一个示例中，电能存储设备11是电池。可替代地，电能存储设备11可以是电容器或其他存储设备。
[0026]具有内燃发动机12的车辆10被示出，并且车辆可以选择性地连接到电机14。内燃发动机12可以燃烧汽油、柴油、醇、氢或燃料的组合。车辆10也可以包括提升车辆空气动力学和效率的格栅百叶窗18。格栅百叶窗18可以完全关闭、完全打开或部分打开。在一个示例中，格栅百叶窗18的位置基于发动机冷却系统温度、车辆速度、车厢温度和其他车辆工况。格栅百叶窗可以选择性地被打开，以增加发动机和乘客车厢的冷却。格栅百叶窗可以选择性地被关闭，以提升车辆空气动力学和增加乘客车厢加热。
[0027]现在参考图2，示出在乘客车厢加热模式中的车辆气候控制系统224。设备和流体通道或管道用实线示出。电气连接用虚线示出。车辆气候控制系统224可以被包含在图1所示的车辆10中，并且车辆气候控制系统224可以根据图4的方法操作。
[0028]车辆10可以包括乘客舱220、发动机舱222和气候控制系统224。乘客舱220可以在车辆10内并且可以容纳一个或多个乘客。部分气候控制系统224可以被安置到乘客舱220中。
[0029]发动机舱222可以接近于乘客舱220安置。一个或多个动力源(诸如内燃发动机12)以及气候控制系统224的一部分可以在发动机舱222内。发动机舱222可以经由隔板226与乘客舱220隔离。气候控制系统224可以循环空气和/或控制或改变在乘客舱220中被循环的空气的温度。而且，内燃发动机12可以经由气候控制系统224被加热，以减少燃料消耗和排放。气候控制系统224可以包括冷却剂子系统230、热泵子系统232和通风装置子系统234。
[0030]冷却剂子系统230包括冷却剂回路241，其中冷却剂回路241包括内燃发动机12、发动机散热器231、泵240、恒温控制阀243、中间制冷剂到发动机冷却剂热交换器242和加热器核心244。诸如水或乙二醇的冷却剂可以流动通过冷却剂回路241。泵240输送冷却剂到发动机12。冷却剂穿过发动机12并且可以根据恒温器243的状态移动到中间制冷剂到发动机冷却剂热交换器242和/或发动机散热器231。如果发动机12是冷的，发动机冷却剂仅被输送到中间制冷剂到发动机冷却剂热交换器242。如果发动机12是温的，发动机冷却剂可以被输送到发动机散热器231和/或中间制冷剂到发动机冷却剂热交换器242，如流动方向箭头295指示的。被供应到散热器231的冷却剂被返回泵240。被供应到中间制冷剂到发动机冷却剂热交换器242的冷却剂在返回泵240之前被引导到加热器核心244。
[0031]冷却剂子系统230也可以包括旁通回路控制阀250和旁通管路252。旁通管路252可以为冷却剂提供路径，从而使得冷却剂不被内燃发动机12加热。更具体地，旁通回路控制阀250在第一位置时可以允许冷却剂流经旁通管路252并且阻止冷却剂从内燃发动机12流到中间热交换器242。在这个位置，第二冷却剂泵254可以使冷却剂循环通过中间热交换器242到加热器核心244再到旁通管路252并且回到第二冷却剂泵254。
[0032]当发动机运转或者燃烧空气和燃料时由内燃发动机12产生的废热可以被传递到冷却剂。冷却剂可以被循环通过发动机散热器231到达内燃发动机12。发动机冷却剂也可以如箭头295指示的，被引导到加热器核心244以加热乘客舱220。当气候控制系统224处于乘客车厢加热模式时，热量也可以经由中间制冷剂到发动机冷却剂热交换器242从热泵子系统232传递到冷却剂回路241中的冷却剂。当气候控制系统224处于乘客车厢加热模式时，热泵子系统232经由中间制冷剂到发动机冷却剂热交换器242从外部蒸发器266传递热量。
[0033]中间制冷剂到发动机冷却剂热交换器242可以利于冷却剂子系统230和热泵子系统232之间的热能传递。具体地，热量可以从热泵子系统232传递到冷却剂子系统230中，以便当发动机12为冷时经由加热器核心244或发动机12加热乘客车厢220。中间制冷剂到发动机冷却剂热交换器242可以是冷却剂子系统